力曲線,其中傳感器
阻力是作用力的函數。曲線因傳感器型號而異,但可以
通常可以很好地用形式為𝑦=ax-𝑏的函數來近似
.
圖6:離散陣列
圖7:矩陣陣列
下圖顯示了一個示例響應曲線,使用了由驅動的單區FSR的測試數據
自動動態測試夾具上的力掃描。
顯然,上面繪制的關系是非線性的。但是,當相同的數據集在
對數標度(兩個軸),結果接近線性,如下圖所示。
雖然曲線數據值隨傳感器模型變化很大,但此示例曲線的近似形狀是
力感電阻固有的,通常描述任何給定FSR的響應。
圖8:FSR特性曲線示例(阻力與力)
圖9:相同的特性測試數據,在對數刻度上重新填充
值得注意的是,安裝和驅動可以顯著改變特性曲線。所以,
而裸傳感器(無間隔)的數據表曲線可用作系統中的設計指南
為了獲得良好的精度,需要進行特征描述和校準。
精確度限制
力與電阻的精度因傳感器型號而異,但通常僅限于一個大概的數字
+/-10%,即使是在設計良好的機械系統中,具有一致的驅動。
fsr不打算在需要高絕對精度的設計中取代應變計或稱重傳感器
必修的。然而,FSRs在低物理損耗方面比稱重傳感器有顯著的優勢
外形和成本效益(不需要橋接電路或儀表放大器),在應用中
可接受相對力或航向絕對力測量。
例如,FSRs在各種各樣的人類觸摸應用中表現出色,其中10%的絕對方差
力幾乎是不可察覺的。FSRs的相對精度是相當好的,因此在實際應用中也是理想的
繪圖應用,其中力的分布是有意義的,但絕對力/重量不是
特別相關。
負載滯后
負載滯后描述了先前施加的力對當前FSR電阻的影響。
這里有一個例子:一個FSR在休息一段時間。當一個100克的重量放在上面時
FSR的電阻是10歐姆。接下來,在FSR上放置一個5kg的大砝碼。之后
幾個小時后,5公斤的重量被移除,原來100克的重量被放回傳感器上。
這一次,傳感器的電阻測量值為6千歐,并慢慢向10千歐方向攀升。
雖然可以表征和補償負載滯后(非常復雜)
在軟件算法中,只需將負載大小和持續時間限制為
不會造成過度滯后。
熱漂移
與任何電阻傳感器一樣,fsr在一定程度上受環境溫度的影響。
一般來說,fsr的電阻隨著環境溫度的升高而增大。確切的關系
電阻與溫度的關系取決于油墨的組成和比表面積,而FSR必須
在低漂移應用中進行特征化/補償。
分力和壓力
在嚴格的技術意義上,力感應電阻感測壓力(力x面積),而不是力。
用同樣的力,比如說,手指和觸針尖,會產生完全不同的結果
電阻響應。
驅動變化的影響如下圖所示,圖中顯示了相同的力
應用于同一傳感器的掃描,使用兩個不同的執行器(寬端與窄端)。
反應的顯著差異表明了一致的機械反應的重要性
壓力響應隔離力驅動。
致動器設計考慮因素將在下一節中討論。
啟動
如前所述,一致驅動是實現一致FSR讀數的關鍵因素。
致動器幾何結構在很大程度上是特定于應用的,但一些通用類型及其優點是有限的
在下面的例子中討論。
圖13:寬尖端致動器圖12:窄尖端致動器
圖11:寬尖端致動器結果圖10:窄尖端致動器結果
致動器系統對于提高裝置的零件間再現性至關重要
FSR。促動器是指“接觸”或促動FSR的裝置或方式。作為
柔性上基板偏轉并屈服于致動器施加的力,最初存在
FSR元件和電路之間接觸面積小。隨著力的增加
接觸也增加,輸出變得更導電。所用的墨水,紙張的硬度
基板和FSR結構的其他特性影響應用程序之間的關系
力和阻力。
只要持續施力,cyc |